十天高速AC-20瀝青混合料配合比設計

賈一兵 蔡同俊 張 娟

(1.內蒙古阿拉善盟公路局，內蒙古阿拉善盟 750300;2.陜西省交通規劃設計研究院，陜西西安 710065;3.西安公路研究院，陜西 西安 710054)

0 引言

“十天高速公路”是國家高速公路網規劃中的一條公路重要的橫向聯絡線，連接了福銀、包茂、京昆和連霍四條國家高速，漢中至略陽(陜甘界)高速公路是國家高速公路網十堰至天水聯絡線陜西境內的主要段落。該地區公路自然區劃分為Ⅴ1，氣候分區為1-4-2區。主要氣候特點為:冬季溫暖少雨雪;夏季多雨并有伏旱;春暖干燥;秋涼濕潤并多連陰雨。故設計理念為:主要考慮路面的抗車轍及滲水性能，兼顧考慮抗彎拉情況。十天高速漢中西段采中粒式瀝青混凝土AC-20結構，本文針對十天高速HLM04標在室內對原材料進行了檢測，并進行目標配合比和生產配合比設計，通過室內試驗分析，為中面層的施工應用提供了技術基礎。

1 原材料

1.1 礦料

1)集料。

采用勉縣群英石料廠生產的碎石，規格為19 mm～26.5 mm，9.5 mm ～19 mm，4.75 mm ～9.5 mm，2.36 mm ～4.75 mm，0 mm ～2.36 mm。機制砂為HL-MO4標拌合場現場加工(如表1，表2所示)。

表1 路面粗集料試驗項目及試驗結果

表2 路面細集料試驗項目及試驗結果

2)礦粉。

HL-MO4標拌合場現場加工(見表3)。

1.2 瀝青

HL-MO4標拌合場現場加工的SBS(I-C)改性瀝青(如表4所示)。

2 技術要求

AC-20型瀝青混凝土馬歇爾試驗配合比設計技術要求見表5。

表3 礦粉試驗項目及試驗結果

表4 路面SBS(I-C)改性瀝青試驗項目及試驗結果

表5 AC-20型瀝青混凝土馬歇爾試驗配合比設計技術要求

3 目標配合比設計

3.1 礦料級配合成

根據各種礦料的篩分結果，參照AC-20型瀝青混合料的級配要求，進行級配設計，確定各檔料的比例為:(19 mm～26.5 mm)∶(9.5 mm ～ 19 mm)∶(4.75 mm ～ 9.5 mm)∶(2.36 mm ～4.75 mm)∶(0 mm ～2.36 mm)∶礦粉 =9∶36∶20∶4∶27∶4，合成級配見表6。

表6 AC-20瀝青混合料目標配合比合成級配表

3.2 成型Marshall試件

AC-20瀝青混凝土配合比試驗分別采用 3.5%，4.0%，4.5%，5.0%，5.5%五種油石比成型 Marshall試件(見表 7)。

表7 Marshall試件物理力學指標

Marshall試件成型溫度控制:礦料加熱溫度180℃ ～190℃，瀝青加熱溫度160℃ ～170℃，混合料拌合溫度175℃ ～180℃，試件擊實溫度160℃ ～165℃，雙面各擊實次數75次。

3.3 試驗結果處理及路用性能檢驗

以油石比為橫坐標，分別以空隙率、視密度、穩定度、流值、飽和度為縱坐標繪制關系圖，最終確定的油石比為4.3%。如表8所示列出AC-20型瀝青混合料在最佳油石比時Marshall試件各項技術指標。

表8 AC-20型瀝青混凝土最佳瀝青用量時Marshall試件試驗結果

如表9所示列出AC-20型瀝青混凝土在最佳油石比時各項路用性能。

表9 AC-20型瀝青混合料路用性能試驗結果

4 生產配合比設計

4.1 礦料級配合成

根據目標配合比試驗結果，對生產配合比進行設計。根據熱料倉各礦料的篩分情況，進行級配設計，來確定各檔料的比例如下:(22 mm ～28 mm)∶(16 mm～22 mm)∶(11 mm ～16 mm)∶(7 mm～11 mm)∶(4 mm ～7 mm)∶(0 mm ～4 mm)∶礦粉 =5∶16∶16∶21∶11∶27∶4，合成級配見表 10。

表10 AC-20瀝青混合料生產配合比級配計算表

4.2 成型Marshall試件

AC-20瀝青混凝土配合比試驗分別采用 4.0%，4.3%，4.6%三種油石比成型Marshall試件，試驗條件同目標配合比(見表11)。

表11 生產配合比Marshall試件物理力學指標

4.3 路用性能檢驗

最終確定最佳油石比均為4.3%。表12列出AC-20型瀝青混合料在最佳油石比時各項路用性能。

表12 AC-20型瀝青混合料路用性能試驗結果

5 結語

1)室內試驗結果表明，通過合理的配合比設計，AC-20瀝青混合料各項馬歇爾體積指標和路用性能指標均能滿足相關規范及項目要求。

2)根據目標配合比設計及路用性能試驗結果，確定目標配合比礦料比例為:(19 mm ～26.5 mm)∶(9.5 mm ～19 mm)∶(4.75 mm ～9.5 mm)∶(2.36 mm ～ 4.75 mm)∶(0 mm ～2.36 mm)∶礦粉 =9∶36∶20∶4∶27∶4，最佳油石比為 4.3%。

3)根據生產配合比設計及路用性能試驗結果，確定生產配合比礦料比例為:(22 mm～28 mm)∶(16 mm～22 mm)∶(11 mm～16 mm)∶(7 mm ～11 mm)∶(4 mm ～7 mm)∶(0 mm ～4 mm)∶礦粉 =5∶16∶16∶21∶11∶27∶4，最佳油石比為 4.3%。

［1］ JTG F40-2004，公路瀝青路面施工技術規范［S］.

［2］ JTG E20-2011，公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程［S］.